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小行星碰击和偏转评估

2019-09-13 10:54:33

  这场美欧联合任务的名称是“小行星碰击和偏转评估”(Asteroid Impact Deflection Assessment, 以下简称AIDA任务)。他们的详细计划是先运用一台飞行器碰击坐落地球和火星之间的小行星Didymos的一颗小卫星,然后另一台飞行器会勘察碰击地点以搜集尽可能多的有关碰击所产生的影响的数据。

最近几天(11日至13日),以美国和欧洲为主,来自世界各地的小行星科学家和太空飞行器工程师正聚集在罗马,讨论着小行星防卫的最新状况。他们本次的主题是一个宏大的计划:运用太空飞行器碰击小行星以达到改动其轨迹的目的。

“飞镖”飞行器预计撞击小卫星Didymos B。图中白色轨道为Didymos B现在的轨道,蓝色轨道则为撞击后的轨道。Credit: ESA“飞镖”飞行器预计撞击小卫星Didymos B。图中白色轨道为Didymos B现在的轨道,蓝色轨道则为撞击后的轨道。Credit: ESA

  NASA在AIDA任务中负责的部分是一个名为“飞镖”的飞行器(全称为双小行星撞击测试飞行器,Double Asteroid Impact Test,简称DART)。将会与“飞镖”飞行器一同撞向Didymos B的还有一台意大利制小行星成像立方星(Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids, 简称LICIA),它将记录下撞击的瞬间。

  ESA(欧洲空间局)在AIDA任务中负责的则是一台名为“赫拉”(Hera)的飞行器。它将在“飞镖”飞行器撞击Didymos B后对其进行一次近距离勘测。具体来说,它会测量小行星的质量,并且对撞击坑的形状进行细致的评估。“赫拉”也会携带两台立方星,它们将协助“赫拉”进行近距离勘测,这会是科学家首次使用雷达探测器来勘测小行星。

  “飞镖”飞行器现在正在建造过程中,由约翰·霍普金斯大学应用物理实验室承担。按计划“飞镖”飞行器将在2021夏季发射升空,并于2022年9月撞击Didymos B,撞击时速度将高达6.6千米/秒。

“赫拉”扫描Didymos B上的撞击坑的艺术想象图。Credit: ESA“赫拉”扫描Didymos B上的撞击坑的艺术想象图。Credit: ESA

  与此同时,“赫拉”正在接近B2设计阶段的尾声。在今年11月的Space19+(ESA的太空安全项目)部长级会议上,欧洲空间局部长委员会将决定是否要发射这台飞行器。如果计划通过的话,“赫拉”将会在2024年10月发射,并于2026年抵达Didymos。

  不过,Space19+决定放弃发射“赫拉”的可能性是非常小的。对此,“赫拉”任务的项目经理Ian Carnelli这样解释道:“确实,‘飞镖’可以在没有‘赫拉’的情况下完成任务,因为撞击对Didymos B的轨道造成的影响是通过地基望远镜也能测量的。但是,让这两个任务协同进行所带来的科学效益将会是巨大的。事实上,‘赫拉’收集的数据是至关重要的,它可以让这场专门的一次性试验变成同样适用于其他小行星的普遍偏转手段。”

“赫拉”在勘测Didymos  B的撞击坑。Credit: ESA“赫拉”在勘测Didymos  B的撞击坑。Credit: ESA

  “赫拉”任务还将成为ESA的首个前往双小行星系统的任务。天文学家认为双小行星系统占所有已知小行星中的15%,并且它们对天文学家来说仍然充满未知。“赫拉”除了勘测撞击坑外,还肩负着测试许多重要的新型技术的任务,这其中包括深空立方星,人造卫星间的链接,和自主图像导航技术等。

“赫拉”与它的两个立方星协同合作的艺术想象图。Credit: ESA“赫拉”与它的两个立方星协同合作的艺术想象图。Credit: ESA

  最后,AIDA任务还将为低重力环境作业提供宝贵的机会。在今后的任务中,不管是到近地小行星,还是月球,还是火星,这次作业都会提供非常重要的数据。

  “赫拉”,“飞镖”,和AIDA任务的其他元素所反馈的结果将会为科学家在小行星防卫的课题上所花的精力做出评分。除此之外,它们还会帮助科学家建立更好的撞击效率模型。如果科学家想让这场试验转变为行星防御的一个成熟的技术,那么这样的模型将会是非常重要的。

  红外光波段看到的M81,M81位于大熊座,距离我们大约1200万光年,在大熊座方向我们还能看到北斗七星,下图由NASA的斯皮策空间望远镜拍摄。

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